Електропривід очисного агрегату ЗАВ 20

Електропривід очисного агрегату ЗАВ 20

1. ВСТУП

Комплексна механізація, електрифікація та автоматизація технологічних процесів являється центральним напрямком розвитку сучасного сільського господарства.

Комплексна механізація передбачає використання машин з високим технічно-екологічними показниками для виконання всіх виробничих процесів в кожній поточній лінії.

Сучасна система електроприводів передбачає, що вони не тільки максимально задовольняють вимоги машин, але й досягнута максимальна типізація та уніфікація елементів, більш широко використані спеціальні, вбудовані електроприводи, а їх використання відповідає вимогам навколишнього середовища.

Комплексна автоматизація робіт передбачає такий вибір машин, механізмів, електродвигунів та апаратів керування, який забезпечує виконання виробничого процесу без особистої участі людини, функції якої зводяться до періодичного контролю. Надійне, централізоване електропостачання колгоспів, радгоспів, фермерських господарств, агро об'єднань від державних енергетичних систем сприяє електрифікації різноманітних сільськогосподарських виробничих процесів: водопостачання, вентиляції, транспорту на тваринницьких фермах, приготування та роздачі кормів, доїння корів та первинній переробці молока, стрижці овець, обмолоті, очищенні і сушці зерна, роботі верстатів і стендів для обмотки двигунів внутрішнього згоряння. Впровадження системи електрифікованих машин в сільськогосподарське виробництво дозволяє завершити комплексну механізацію та автоматизацію трудомістких процесів у тваринницькому, птахівницькому та рослинницькому, підвищити продуктивність праці, зменшити чисельність робітників, покращити якість продукції та знизити витрати на її виробництво.

Зерноочисний агрегат ЗАВ-20 призначений для поточної обробки продовольчого зерна (с низкою збиральною валентністю) та доведення його до безвихідних кондицій за чистотою в господарствах з річним обсягом виробництва зерна 5000-6ОООт.

При поточній обробці зерна витрати праці знижуються в 3-10 разів, а вартість обробки - в 1,5-2 рази,тому вартість на будування агрегатів, комплексів, пунктів і заводів окупаються протягом 1-5 років. Крім того, в цьому випадку з'являється можливість зменшення втрат зерна при обробці та зберіганні, зменшити потреби в транспорті, використати всі відходи у господарстві, а також отримувати насіння, що відповідає І-ІІ класу посівних стандартів, а продовольче зерно базисної кондиції.

?

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ТА КІНЕМАТИЧНА СХЕМА УСТАНОВКИ. СТИСЛИЙ ОПИС СХЕМ

Технологічна та кінематична схеми установки наведені в графічній частині курсової роботи.

Очисний агрегат ЗАВ 20 передбачає роботу за таким же способом, що і ЗАВ-10, на одній або на двох паралельних лініях. У випадку малого надходження зернового матеріалу до агрегату або несправної однієї з ліній, агрегат налаштовується на однолінійну схему роботи (як в ЗАВ-10). Для ЦЬОГО заслінкою розподільника повністю перекривають вихід в течку однієї з ліній; далі також, як і для ЗАВ-10.

Залежно від виду й стану матеріалу, що надходить, ЗАВ-10 можна налаштувати на два способи роботи.

Перший спосіб: повітряно - решітна очистка - трієрна очистка - блок бункерів. При цьому трієрний блок можна налаштувати, змінюючи положення заслінок 7 (див. малюнок 2.1), 14 і перехідника 17 та змінюючи циліндри трієрів: а) на паралельну роботу трієрних циліндрів за відокремленням довгих домішок; б) на паралельну роботу трієрних циліндрів за відокремленням коротких домішок; в) на послідовну роботу трієрних циліндрів по відокремленню довгих та коротких домішок.

Після налаштування трієрних циліндрів відкривають вікно завальної ями 19 (при вільному бункері резервів) або заслінку 24 (при повністю заповненому бункері резервів). Потім встановлюють важіль універсального перемикача (пульта керування) в положення О0. Вмикають автоматичні вимикачі силових ланцюгів та ланцюгів керування. Подають попереджуючий сигнал та вмикають в роботу машини в наступній послідовності: централізована повітряна система 5, блок трієрів 6, транспортер передатний 8, очищувальна машина 4 та норія навантажувальна 3.

Послідуючу машину вмикають, після переходу на нормальний режим роботи попередньої. Після цього вмикають заслінку норії З та важіль керування 27 повертають заслінку розподільника - течії 2, поступово відкриваючи вхід в течку 1. Коли в прийомній камері машини 4 буде утримуватися рівень повністю заповненої камери, положення важеля 27 фіксують гайкою-баранчиком 28. При цьому матеріал, вивантажений з автомашини за допомогою автомобілепідйомника 18 через вікно завального бункера 19 або течії бункера резервів, потрапляє в зайву голівку завантажувальної норії 3. Завантажувальною норією матеріал підіймається вверх і, відокремлений розподільником 2, потрапляє в прийомну камеру машини 4 та бункер резервів.

Частка, що проходить через приймальну камеру машини 4 і відцентровано-інерційного віддільника та за течкою 21 стікають у секцію відходів, а відпрацьоване повітря через вентилятор викидають в атмосферу. Малі домішки (підсів), перейшовши, через решето В, по течці 22 стікають у секцію відходів. Фуражні відходи (прохід через решето Г) по течці 23 подають в секцію фуражу. Зерновий матеріал (після очищення в машині 4) потрапляє у шнековий накопичувач транспортера 8 і скребками транспортера подається у передній розподільник 12. Якщо блок трієрів налаштований на відокремлення тільки коротких домішок, то зерно через розподільник 17 та течку 16а потрапляє в бункер очищеного зерна, а короткі домішки через розподільник 14 та течку 15 - в секції очищеного фуражу. Якщо блок трієрів налаштований на відокремлення тільки довгих домішок, зерно потрапляє через течку 13 і розподільник 14 в бункер очищеного зерна, а довгі домішки - через розподільник 17 та течку 20 в секцію відходів.

Якщо ж блок трієрів налаштований на відокремлення довгих та коротких домішок, то зерно після очищення через розподільник 17 і течку 16а потрапляє в бункер очищеного зерна, довгі домішки через течку 20 в секцію відходів, а короткі через течку 15 - в секцію фуражу. У випадку неритмічного підвозу зерна використовують бункер резервів.

Другий спосіб: повітряно - решітна очистка ~ блок бункерів. Використовується при відсутності в частині матеріалу, що потрапляє, довгих (овсюга) та коротких (куколя) домішок. Трієрний блок вимикають; для цього заслінкою розподільника 10 відкривають отвір течки 11 (отвір течки розподільника 12 при цьому зачиняється повністю), і зерно після очистки в машині 4 транспортером 8 по течці 11 подається в бункер чистого зерна.

Машини вмикають в такій послідовності: централізована система 5, транспортер передатний 8, очищувальна машина 4, норія навантажувальна. В налагоджувальному режимі машини можуть вмикатися в будь-якій послідовності.

Для увімкнення машин в роботу при двохлінійній схемі в тій послідовності, що й при однолінійній схемі, вмикають машини першої лінії, залишивши не увімкненою навантажувальну норію. Після чого, вмикають машини другої лінії та завантажувальну норію. Агрегат ЗАВ-20 може бути встановлений біля механізованих зерносховищ. В такому випадку, використовують пересувний бункер 14, за допомогою якого зерно з бункера в якому міститься чисте зерно по трубопроводу потрапляє до норії зерносховищ.

3. РОЗРАХУНОК ТА ПОБУДОВА МЕХАНІЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ДІАГРАМИ РОБОЧОЇ МАШИНИ

Механічна характеристика механізму в цілому випадку записується рівнянням:

M_c=M_mp+(M_cн-M_mp )(щ/щ_н )x (3.1)

де Mmp - момент запуску механізму, Н м;

Mсн - момент опору при номінальній кутовій швидкості, Нм;

щн - номінальна кутова швидкість, рад/с;

X - показник ступеня, що характеризує зміни моменту опору при зміні кут

Для насосів:

Мтр=(0,2…0,3) Мсн=0,25 Мсн , Х=2

Потужність на приводному валу насоса визначається за формулою:

Р_нас=(Q_(x•) H_x•г)/з_x (3.2)

де Qx- подача насоса,м3/с;

Нх повний напір насоса,м;

г - питома вага мастила, Н/м3'';

??x - ККД насоса.

Qx = 0,0008м3/с;

г =8800 Н/м3 ;

Нx = 700 м;

??x = 0,35

Р_нас=(0,0008•700•8800)/0,35=1480 Bm

Номінальний момент опору насоса визначається з виразу:

М_сн=Р_нас/щ_н ( (3.3)

де щн - кутова швидкість насоса.

щ_н=р_nн/30 (С м???) (3,4)

де nн=950об/хв.

щ_н=(3,14•950)/30=99,483С-1

М_сн=14080/99,483=141,531 Нм

Рівняння механічної характеристики насоса має вид:

М_с=35,382+(141,531-35,382)(щ/99,483)2

Дані розрахунку побудови механічної характеристики насоса заносимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1

?

щ 99,483

Мс 141,531

Малюнок 3.1 Механічна характеристика насоса

Автомобілепідйомник підіймає платформу при увімкненні електродвигуна мастильного насоса на протязі ЗО с. Зниження платформи здійснюється при вимкненні електродвигуна на протязі 20 с. Підйомник розрахований на розвантаження ЗО автомобілів за годину.

Для побудови навантажувальної діаграми необхідно знати час паузи, тобто час через який автомобілепідйомника може здійснити наступний підйом машини.

t_п=(3600-(t_під+t_зн)•n)/n ,

де n - число розвантажених машин за годину, с.

t_п=(3600-(30+20)•30)/30=70с

4. ВИБІР ТИПУ ПЕРЕДАЧІ ТА ЕЛЕКТРОДВИГУНА

4.1 Вибір ЕД за чистотою обертання

Обираємо електродвигун асинхронний з синхронною частотою обертання 1000об/хв., так як номінальна частота обертання привідної машини 950 об/хв..

4.2 Вибір типу передачі

Економічно вигідно та технічно цілісно в даному випадку вал електродвигуна з валом насоса з'єднати еластичною муфтою.

4.3 Вибір ЕД за потужністю з урахуванням режиму роботи

Розрахуємо потужність електродвигуна для отримання реальних навантажувальних діаграм:

Р_(дв.розр)=(Q_x•H_x•г? Кз )/(з_x?з_пер ), (4.3.1)

де Qx - передача насоса, M3/C;

Нх - повний напір насоса, м;

г - питома вага рідини, Н/м3;

Кз - коефіцієнт запасу, залежить від потужності;

??x - ККД насоса;

??пер-ККД передачі.

Кз=1,07;

??пер=1.

Р_(дв.розр.)=(0,0008•700•8800•1,07)/(0,35•1)=15065 Вт.

Режим роботи електродвигуна автомобілепідйомника повторно короткочасний - S3.

Визначимо повторність вмикання електродвигуна:

?ПВ?_(%факт)=[t_p/((t_p+t_on+t_n))•100%] (4.3.2)

?ПВ?_(%факт.)=30/((30+20+70)•100%=25%

Отримане значення повторення вмикання є стандартним, що визначає методику вибору потужності електродвигуна. По каталогу режиму роботи електродвигунів S3 для ПВ%ст=25% виходячи з умови: Р„.д„.>Рд„ рі,зр обираємо двигун серії 4АС160М(„ з номінальною потужністю на валу 19 кВт, останні паспортні дані наведені нижче.

??=81,5%, cos??ц=0,86?, ??п=1,9, ??min=1,5, ??max=2,1,

Sн=7,7%, Smax=59,2%, In=6,5, У=0,14 кгм2, M=180 кг,

4.4 Вибір (ЕД) за електричними модифікаціями по ГОСТ та ТУ

Двигуни серії 4АМС підвищеним ковзанням (4АСМ) використовують для приводу механізмів з пульсуючим навантаженням, а точніше для машин, працюючих в повторно-короткочасному режимі з повторюваними пусками. Номінальна потужність двигуна з підвищеним ковзанням, вказівками на паспорті двигуна віднесена до продовження увімкнення (ПВ) 40%. Крім номінального режиму двигуни можуть працювати при ПВ: 15,25,60 та 100%. Дозволена потужність у вказівках ПВ різна.

Встановлений розмір за довжиною станини обраного двигуна - середня (М), кількість полюсів - 6.

4.5 Вибір (ЕД) за ступенем захисту, кліматичному виконанню та категорії розміщення по ГОСТ

Виконання обраного електродвигуна за ступенем захисту від навколишнього середовища ІР44.

По кліматичному виконанню двигун відноситься д двигунів встановлених для експлуатації в помірному кліматі (У) для роботи на відкритому повітрі (1).

Повне умовне визначення обраного електродвигуна: 4АС160М6У1.

4.6 Перевірка вибраного (ЕД) за умовами запуску та перевантажувальної здібності

Щоб двигун пройшов за умовою пуску потрібне здійснення слідуючої нерівності:

?М '?_(н.дв)>М_(п.р.м.,) (4.6.1)

де М'н.дв- наведений пусковий момент електродвигуна при змішаній напрузі живлення, Н м;

Мп.р.м - пусковий робочий момент машини.

?М '?_(н.дв)=М_н•м_п•К_u2, (4.6.2)

де ??п, - кратність пускового моменту;

Кu - коефіцієнт, що враховує зниження напруги мережі живлення.

Кu=0,9

М_(п.дв)=(Р_н•30)/(П•пн)•м_п•Ku2 (4.6.3)

М_(п.дв)=(19•?10?^3•30)/(3,14•923)•1,9•0,81=196,57 Н•м

?М '?_( н.дв)>М_(п.р.м)?196,57>35,38

отже умова виконується.

Перевіримо електродвигун за навантаженням. Необхідне виконання слідкуючої нерівності:

?М '?_(max.дв)?М_(max.p.м) (4.6.4)

?М '?_(max.дв)=М_н•м_max?K_u2 (4.6.5)

?М '?_(max.дв)=127,72•2,1•0,81=217,26 Н•м

?М '?_(max.дв)>М_(max.р.м)?217.26>141,53, тому умова виконується.

5. РОЗРАХУНОК ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ ЕЛЕКТРОПРИВОДА

5.1 Визначення наведеного моменту інерції

Наведений до валу двигуна момент інерції рухливих частин електроприводу дорівнює:

I=Kn•I?+Iм (щ^(2 ) м)/(щ^2 д), (5.1.1)

де Iд - момент інерції ротора обраного електродвигуна, кг м2; '

Кп - 1,1... 1,2 - коефіцієнтний, враховуючий момент інерції механічної передачі;

Iм.- момент інерції частини привода, що обертається, кг м2;

щм - кутова швидкість вала робочої машини, рад/с. Момент інерції обертаючої частини насоса можна визначити за наступним виразом:

I_н=(М_м (R^2-r^2) )/2, (5.1.2)

де Мм - маса обертаючої циліндричної частини робочої машини, кг.

Діаметр (R) робочого колеса насоса Г12-23 дорівнює 150мм, маса колеса (Мм)12кг.

I=1,1•0,14+ (12•(?0,15?^2-0^2))/2=0,286 кг•м^2

5.2 Розрахунок та побудова механічної характеристики (ЕД)

Розрахунок механічної характеристики асинхронного двигуна здійснюється на основі уточненої формули Клосса з її інтерполяції в пусковій частині відносно мінімального і пускового моментів двигуна, розрахованих через каталожні скорочення моментів.

Механічна характеристика асинхронного електродвигуна записується виразом:

М=(2М_(k ) (1+aS_k))/(S/S_k +S_k/S+2aS_k ) (5.2.1)

де Мк - максимальний момент, що розвиває електродвигун, Н м;

S - поточне значення ковзання;

Sk - критичне значення ковзання.

а= 1.

Дані для побудови механічної характеристики вводимо в таблицю 5.2.1

Таблиця 5.2.1. Координати механічної характеристики АД

Страницы: 1, 2